siRNA是RNAi途径的主要作用物,miRNA和siRNA很容易混淆,他们有许多共同点也有许多不同点。为了能够清楚地让读者弄清两者之间的差异之处,笔者特别将它们之间的差别划分入三个大的阶段:起源阶段、成熟阶段和功能阶段(即调节基因表达的作用阶段)。
在描述两者的差异之前,有必要先说一说它们的共同点:
1. MiRNA和siRNA都是由22个左右的
核苷组成;
2. 它们都是Dicer酶的产物;
3. 它们在起干扰、调节作用时都会和RISC复合体结合;
4. 它们都可以在转录后和翻译水平干扰以抑制靶标基因的翻译;
两者之间的主要差异:
起源阶段
SiRNA:通常是外源的,如
病毒感染和人工插入的dsRNA被剪切后产生外源基因进入细胞(注:病毒入侵,或者是自身合成RNA中出现错误,细胞内就会产生双链RNA,来阻止这些异常基因的表达)。
MiRNA:是内源性的,是一种非编码的RNA;由miRNA基因表达出最初的pri-miRNA分子。
成熟过程
SiRNA:直接来源是长链的dsRNA(通常为外源);经过Dicer酶*切割形成双链siRNA,而且每个前体daRNA能够被切割成不定数量的siRNA片段。
MiRNA:在
细胞核中转录的较大的pri-miRNA经由Drosha(一种RNAse Ⅲ酶)和Pasha(含有双链RNA结合区域)加工成为单链pre-miRNA;接着,发夹状、部分互补的pre-miRNA在
细胞质中被Dicer*(一种RNAse Ⅲ酶)酶切割形成miRNA;在生物体中的表达具有时序性、保守性和组织特异性。
功能阶段
siRNA:它与RISC*(RNA诱导的沉默复合物,使用的AGO蛋白家族的成分为AGO2)结合,以RNAi途径行使功能,即通过与序列互补的靶标mRNA完全结合(与编码区结合),从而降解mRNA以达到抑制蛋白质翻译的目的;它通常用于沉默外源病毒、转座子活性。
MiRNA:它和RISC形成复合体(利用的AGO蛋白家族成员为AGO1)后与靶标mRNA通常发生不完全结合,并且结合的位点是mRNA的非编码区的3’端;它不会降解靶标mRNA,而只是阻止mRNA的翻译; miRNA能够调节与生长发育有关的基因。
注:RISC, RNA诱导的沉默复合物(RNA-induced silencing complex; RISC)的组装是在RNAi和miRNA通路中最为复杂的过程。新的研究表明,与siRNA和miRNA结合的RISC复合物并不完全相同其中的AGO蛋白质有AGO1和AGO2之分。刚产生的siRNAs和miRNAs都是双链结构,这种双链结构需要解螺旋才能被组装到RISC中发挥作用。组装后的复合物分别称为siRISC和miRISC。从dsRNA引发RNAi的发生大致划分为三个阶段,即启动、剪切和扩增。
Dicer酶:新的研究表明siRNA成熟需要Dicer-2和R2D2蛋白,而miRNA则依赖Dicer1和它的伴侣loqs蛋白。
在研究人员的不懈努力之下,近期miRNA的基础研究以及应用研究方面取得了许多的重大进展……
谢谢!